امروز هیچ کس را با اهداف و اثربخشی متفاوت غافلگیر نخواهید کرد. دستگاه های الکترونیکیهشدارهای پیشگیرانه که افراد را مطلع می کند یا زنگ امنیتی را مدت ها قبل از تماس مستقیم یک مهمان ناخواسته با یک مرز محافظت شده (قلمرو) روشن می کند. بسیاری از این گره‌هایی که در ادبیات توضیح داده شده‌اند، به نظر من، جالب، اما پیچیده هستند. در مقابل آنها ساده است مدار الکترونیکیحسگر خازنی غیر تماسی (شکل 1)، که حتی یک آماتور رادیویی تازه کار می تواند آن را جمع کند. این دستگاه دارای قابلیت های متعددی است که یکی از آنها - حساسیت ورودی بالا - برای هشدار در مورد نزدیک شدن هر جسم متحرک (مثلاً یک فرد) به سنسور E1 استفاده می شود.
مدار مبتنی بر دو عنصر ریزمدار K561TL1 است که به عنوان اینورتر متصل شده اند. این ریز مدار شامل چهار عدد است عنصر از همان نوعبا عملکرد 2I-NOT از یک تریگر اشمیت با هیسترزیس (تاخیر) در ورودی و وارونگی در خروجی. تعیین عملکرد - حلقه هیسترزیس نشان می دهد

برنج. 1. نمودار برقحسگر خازنی غیر تماسی در چنین عناصری در داخل نام آنها. استفاده از K561TL1 در این مدار با این واقعیت توجیه می شود که آن (و به ویژه ریزمدارهای سری K561) دارای جریان های کاری بسیار کم، ایمنی بالای نویز (تا 45٪ از سطح ولتاژ تغذیه) است و در یک مدار کار می کند. طیف گسترده ولتاژ تغذیه (از 3 تا 15 ولت)، دارای حفاظت ورودی در برابر پتانسیل الکتریسیته ساکن و مازاد بر کوتاه مدت سطوح ورودی و بسیاری از مزایای دیگر است که امکان استفاده گسترده از آن را در طراحی های رادیویی آماتور بدون نیاز به اقدامات احتیاطی و حفاظتی خاص فراهم می کند. .
علاوه بر این، K561TL1 به شما امکان می دهد عناصر منطقی مستقل خود را به صورت موازی، به عنوان عناصر بافر متصل کنید، در نتیجه قدرت سیگنال خروجی چندین بار افزایش می یابد. تریگرهای اشمیت معمولاً مدارهای دوپایداری هستند که می توانند با سیگنال های ورودی به آرامی افزایش یابند، از جمله آنهایی که دارای نویز هستند، در حالی که لبه های تند پالس را در خروجی فراهم می کنند، که می تواند به گره های مدار بعدی برای جفت شدن با سایر عناصر کلیدی منتقل شود. و ریز مدارها .
ریزمدار K561TL1 (و همچنین K561TL2) می تواند سیگنال کنترلی (از جمله دیجیتال) را برای دستگاه های دیگر از یک پالس ورودی فازی اختصاص دهد. آنالوگ خارجی K561TL1 CD4093B است.
حالت محدود، نزدیک به سطح منطقی پایین. در خروجی DD1.1 - سطح بالا، در خروجی DD1.2 دوباره کم است. ترانزیستور VT1 که به عنوان تقویت کننده جریان عمل می کند، بسته است. کپسول پیزوالکتریک HA1 (با ژنراتور داخلی 3CH) غیر فعال است.
یک آنتن به سنسور E1 متصل است - یک آنتن تلسکوپی خودرو به عنوان آن استفاده می شود. هنگامی که شخصی نزدیک آنتن است، ظرفیت بین پین آنتن و کف تغییر می کند. این باعث می شود عناصر DD1.1، DD1.2 به حالت مخالف سوئیچ کنند. برای تعویض گره، فردی با قد متوسط ​​باید در کنار آنتن 35 سانتی متری تا فاصله 1.5 متری (راه برود).
یک سطح ولتاژ بالا در پایه 4 میکرو مدار ظاهر می شود که در نتیجه ترانزیستور VT1 باز می شود و کپسول NA1 به صدا در می آید.
با انتخاب ظرفیت خازن C1 می توانید حالت عملکرد عناصر ریز مدار را تغییر دهید. بنابراین، هنگامی که ظرفیت C1 به 82-120 pF کاهش می یابد، گره متفاوت عمل می کند. اکنون سیگنال صوتی فقط تا زمانی به صدا در می آید که ورودی DD1.1 تحت تأثیر تداخل ولتاژ متناوب - لمس انسان باشد.
مدار الکتریکی (شکل 1) همچنین می تواند به عنوان پایه ای برای یک گره سنسور ماشه استفاده شود. برای انجام این کار، مقاومت ثابت R1، سیم محافظ، و سنسور ریزمدار مخاطبین 1 و 2 را حذف کنید.
یک سیم محافظ (کابل RK-50، RK-75، سیم محافظ برای سیگنال های 34 - همه انواع مناسب هستند) به طول 1-1.5 متر به صورت سری با R1 متصل می شود، صفحه نمایش به سیم مشترک متصل می شود. سیم مرکزی (بدون محافظ) در انتها به پین ​​آنتن متصل است.
اگر توصیه های مشخص شده رعایت شود و از انواع و درجه بندی عناصر مشخص شده در نمودار استفاده شود، دستگاه یک سیگنال صوتی با فرکانس حدود 1 کیلوهرتز (بسته به نوع کپسول HA1) تولید می کند زمانی که شخصی به پین ​​آنتن نزدیک می شود. فاصله 1.5-1 متری اثر ماشه ای ندارد. زمانی که فرد از آنتن دور می شود، صدای کپسول HA1 قطع می شود.
این آزمایش همچنین با حیوانات - یک گربه و یک سگ انجام شد: گره به رویکرد آنها به سنسور - آنتن واکنش نشان نمی دهد این دستگاهبر اساس تغییر در ظرفیت آنتن سنسور E1 بین آن و "زمین" (سیم مشترک، هر چیزی که به حلقه زمین مربوط می شود - در در این مورداینها کف و دیوارهای اتاق هستند). وقتی فردی نزدیک می شود، این ظرفیت به طور قابل توجهی تغییر می کند که برای راه اندازی ریزمدار K561TL1 کافی است.
کاربرد عملیبیش از حد برآورد کردن گره دشوار است. در نسخه اصلی، دستگاه در کنار نصب شده است قاب دربساختمان مسکونی چند آپارتمانی. درب ورودی فلزی است.
حجم سیگنال 34 منتشر شده توسط کپسول HA1 برای شنیدن آن در یک ایوان بسته کافی است (با صدای زنگ آپارتمان قابل مقایسه است).
منبع تغذیه با ولتاژ 9-15 ولت تثبیت می شود، با فیلتر خوب ولتاژ ریپل در سراسر خروجی. مصرف جریان در حالت آماده به کار ناچیز است (چند میکرو آمپر) و زمانی که امیتر HA1 به طور فعال کار می کند، به دلیل احتمال آسیب نمی تواند از منبع بدون ترانسفورماتور استفاده شود، به 22-28 میلی آمپر افزایش می یابد شوک الکتریکی. خازن اکسید C2 به عنوان یک فیلتر منبع تغذیه اضافی، نوع K50-35 یا مشابه آن، برای ولتاژ کاری کمتر از ولتاژ منبع تغذیه عمل می کند.
در حین کارکرد واحد، ویژگی های جالب. بنابراین، ولتاژ تغذیه گره بر عملکرد آن تأثیر می گذارد. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه به 15 ولت افزایش می یابد، تنها از یک کابل برق معمولی بدون محافظ چند هسته ای به عنوان آنتن سنسور استفاده می شود. سیم مسیبا مقطع 1-2 میلی متر و طول 1 متر در این مورد، هیچ صفحه نمایش یا مقاومت R1 مورد نیاز است. سیم مسی برق مستقیماً به پایه های 1 و 2 عنصر DD1.1 متصل می شود. اثر هم همین است.
هنگام تغییر فاز پلاگین شبکهمنبع انرژی، گره به طور فاجعه آمیزی حساسیت خود را از دست می دهد و فقط می تواند به عنوان یک حسگر کار کند (به لمس E1 واکنش نشان می دهد). این برای هر مقدار ولتاژ منبع تغذیه در محدوده 9-15 ولت صادق است. بدیهی است که هدف دوم این مدار یک سنسور معمولی (یا سنسور-ماشه) است.
هنگام تکرار گره باید این تفاوت های ظریف را در نظر گرفت. با این حال، هنگامی که به درستی همانطور که در اینجا توضیح داده شده است، یک قطعه مهم و پایدار به دست می آید دزدگیر دزدگیر، اطمینان از ایمنی خانه، هشدار به صاحبان حتی قبل از وقوع یک وضعیت اضطراری.
عناصر به صورت فشرده روی یک تخته فایبرگلاس نصب می شوند.
مسکن برای دستگاه ساخته شده از هر ماده دی الکتریک (غیر رسانا). برای کنترل منبع تغذیه، دستگاه را می توان به یک LED نشانگر متصل به موازات منبع تغذیه مجهز کرد.


برنج. 2. عکس دستگاه تمام شده با آنتن خودرو به صورت سنسور خازنی
در صورت رعایت دقیق توصیه ها، نیازی به تنظیم نیست. شاید با گزینه های دیگر برای سنسورها و آنتن ها، گره با کیفیت متفاوتی خود را نشان دهد. اگر طول کابل محافظ، طول و مساحت آنتن سنسور E1 و تغییر ولتاژ تغذیه گره را آزمایش کنید، ممکن است لازم باشد مقاومت مقاومت R1 را در محدوده وسیعی از 0.1 تا 100 تنظیم کنید. MOhm. برای کاهش حساسیت دستگاه، ظرفیت خازن C1 را افزایش دهید. اگر این به نتیجه نرسد، یک مقاومت ثابت با مقاومت 5-10 MOhm به موازات C1 متصل می شود.
خازن غیر قطبی C1 نوع KM6. مقاومت ثابت R2 - MLT-0.25. مقاومت R1 نوع BC-0.5، BC-1. ترانزیستور VT1 برای تقویت سیگنال از خروجی عنصر DD1.2 ضروری است. بدون این ترانزیستور، کپسول HA1 ضعیف به نظر می رسد. ترانزیستور VT1 را می توان با KT503، KT940، KT603، KT801 با هر شاخص حرفی جایگزین کرد -
کپسول امیتر HA1 را می توان با یک مشابه با ژنراتور داخلی 34 و جریان کاری بیش از 50 میلی آمپر جایگزین کرد، به عنوان مثال FMQ-2015B، KRKH-1212V و موارد مشابه.
به لطف استفاده از یک کپسول با ژنراتور داخلی، این واحد نمایش داده می شود اثر جالب- هنگامی که شخصی از نزدیک به آنتن سنسور E1 نزدیک می شود، صدای کپسول یکنواخت است و هنگامی که فرد دور می شود (یا در فاصله بیش از 1.5 متر به فرد نزدیک می شود)، کپسول صدایی پایدار و متناوب منتشر می کند. مطابق با تغییر سطح پتانسیل در خروجی عنصر DD1.2.
اگر یک کپسول با یک ژنراتور وقفه داخلی 34، به عنوان مثال KPI-4332-12، به عنوان HA1 استفاده شود، صدا شبیه یک آژیر در فاصله نسبتاً زیادی از یک فرد از سنسور آنتن و سیگنال متناوب یک پایدار خواهد بود. طبیعت در حداکثر رویکرد
برخی از معایب دستگاه را می توان عدم انتخاب "دوست / دشمن" در نظر گرفت - بنابراین، گره نزدیک شدن هر فرد به E1 را نشان می دهد، از جمله صاحب آپارتمانی که برای خرید یک قرص نان بیرون رفته است. ".
اساس عملکرد واحد تداخل الکتریکی و تغییر در ظرفیت خازن است که هنگام کار در مناطق مسکونی بزرگ با شبکه توسعه یافته ارتباطات الکتریکی مفید است. این امکان وجود دارد که چنین وسیله ای در جنگل، مزرعه و هر جایی که ارتباطات الکتریکی وجود ندارد بی فایده باشد. شبکه روشنایی 220 V. این یکی از ویژگی های دستگاه است.
با آزمایش این واحد و ریزمدار K561TL1 (حتی زمانی که به طور معمول روشن است)، می توانید تجربه ارزشمند و واقعی، آسان برای تکرار، اما در اصل و اصل را به دست آورید. ویژگی های کاربردیدستگاه های الکترونیکی

امروزه هیچ کس از دستگاه های هشداردهنده الکترونیکی که از نظر هدف و کارایی متفاوت هستند، تعجب نمی کند که افراد را مطلع می کند یا زنگ هشدار امنیتی را مدت ها قبل از تماس مستقیم یک مهمان ناخواسته با یک مرز محافظت شده (منطقه) روشن می کند. بسیاری از این گره ها که در ادبیات توضیح داده شده اند، به عنوان مثال در، به نظر نویسنده، جالب، اما پیچیده هستند.

در مقابل آنها، یک مدار الکترونیکی ساده از یک حسگر خازنی بدون تماس ایجاد شده است (شکل 2.2)، که حتی یک آماتور رادیویی تازه کار می تواند آن را جمع کند. این دستگاه دارای حساسیت ورودی بالایی است که امکان استفاده از آن را برای هشدار در مورد نزدیک شدن به سنسور E1 فراهم می کند.

اصل عملکرد دستگاه مبتنی بر تغییر ظرفیت بین سنسور-آنتن E1 و "زمین" است (سیم مشترک: هر چیزی که مربوط به حلقه زمین است - در این مورد، کف و دیوارهای اتاق). هنگامی که شخصی نزدیک می شود، این ظرفیت به طور قابل توجهی تغییر می کند که برای راه اندازی ریزمدار K561TL1 کافی است.

برنج. 2.2. مدار الکتریکی سنسور خازنی غیر تماسی

این طراحی بر اساس دو عنصر از ریزمدار K561TL1 (DD1) است که به عنوان اینورتر متصل می شوند. این ریزمدار شامل چهار عنصر از یک نوع با عملکرد 2I-NOT با تریگرهای اشمیت با هیسترزیس (تاخیر) در ورودی و وارونگی در خروجی است.

استفاده از ریز مدار K561TL1 به دلیل مصرف جریان کم، ایمنی بالای نویز (تا 45 درصد سطح ولتاژ تغذیه)، عملکرد در محدوده وسیع ولتاژ تغذیه (در محدوده 3-15 ولت)، حفاظت ورودی از الکتریسیته ساکن و بیش از حد کوتاه مدت سطوح ورودی، و بسیاری از مزایای دیگر که به تراشه اجازه می دهد تا به طور گسترده در طراحی های رادیویی آماتور بدون نیاز به اقدامات احتیاطی و حفاظتی خاص استفاده شود.

علاوه بر این، ریز مدار K561TL1 به شما امکان می دهد عناصر منطقی مستقل خود را به صورت موازی به عنوان عناصر بافر متصل کنید، در نتیجه قدرت سیگنال خروجی به طور متناسب افزایش می یابد. تریگرهای اشمیت مدارهای دوپایداری هستند که می توانند با افزایش آهسته سیگنال های ورودی، از جمله سیگنال های حاوی نویز، کار کنند. در عین حال، لبه‌های تیز پالس‌ها که خروجی را فراهم می‌کنند می‌توانند به گره‌های بعدی مدار برای اتصال با سایر عناصر کلیدی و ریزمدارها منتقل شوند. ریز مدار K561TL (و همچنین K561TL2) می تواند سیگنال کنترلی (از جمله دیجیتال) دستگاه های دیگر را از یک پالس ورودی آنالوگ یا فازی انتخاب کند.

آنالوگ خارجی K561TL1 CD4093B است.

نمودار اتصال اینورتر کلاسیک است، در شرح داده شده است انتشارات مرجع. ویژگی توسعه ارائه شده در تفاوت های ظریف طراحی آن نهفته است. پس از روشن کردن برق، یک حالت تعریف نشده نزدیک به یک سطح منطقی پایین در ورودی عنصر DD1.1 وجود دارد. خروجی DD1.1 زیاد است، خروجی DD1.2 دوباره کم است. ترانزیستور VT1 بسته است. کپسول پیزوالکتریک HAI (با ژنراتور داخلی 34) فعال نیست.

یک آنتن به سنسور E1 متصل است - یک آنتن تلسکوپی خودرو این کار را انجام می دهد. هنگامی که شخصی نزدیک آنتن است، ظرفیت بین پین آنتن و کف تغییر می کند. این باعث می شود عناصر DD1.1، DD1.2 به حالت مخالف سوئیچ کنند. برای جابجایی گره، یک فرد با قد متوسط ​​باید در کنار آنتنی به طول 35 سانتی متر در فاصله حداکثر 1.5 متری قرار گیرد، در نتیجه ترانزیستور VT1 یک سطح ولتاژ بالا ظاهر می شود. باز می شود و کپسول HA1 به صدا در می آید.

با انتخاب ظرفیت خازن C1 می توانید حالت عملکرد عناصر ریز مدار را تغییر دهید. بنابراین، هنگامی که ظرفیت C1 به 82-120 pF کاهش می یابد، گره متفاوت عمل می کند. اکنون سیگنال صوتی فقط زمانی به صدا در می آید که ورودی DD1.1 تحت تأثیر تداخل ولتاژ AC - لمس انسان است.

مدار الکتریکی (شکل 2.2) همچنین می تواند به عنوان پایه ای برای سنسور لمسی ماشه استفاده شود. برای انجام این کار، مقاومت ثابت R1، سیم محافظ، و سنسور ریزمدار مخاطبین 1 و 2 را حذف کنید.

یک سیم محافظ به صورت سری با R1 متصل می شود (کابل RK-50، RK-75، سیم محافظ برای سیگنال های AF - همه انواع مناسب هستند) به طول 1-1.5 متر، صفحه نمایش به سیم مشترک متصل می شود، هسته مرکزی در انتهای آن به پین ​​آنتن متصل است.

اگر توصیه های مشخص شده رعایت شود و از انواع و درجه بندی عناصر نشان داده شده در نمودار استفاده شود، دستگاه یک سیگنال صوتی با فرکانس حدود 1 کیلوهرتز (بسته به نوع کپسول HA1) تولید می کند زمانی که شخصی به پین ​​آنتن نزدیک می شود. فاصله 1.5-1 متری اثر ماشه ای ندارد. به محض دور شدن جسم از آنتن، حسگر به حالت امنیتی (استندبای) می رود.

این آزمایش همچنین با حیوانات - یک گربه و یک سگ انجام شد: گره به رویکرد آنها به سنسور آنتن واکنش نشان نمی دهد.

توانایی های دستگاه را به سختی می توان دست بالا گرفت. در نسخه نویسنده در کنار قاب در نصب شده است. درب جلو- فلزی

حجم سیگنال AF منتشر شده توسط کپسول HA1 برای شنیدن آن در یک ایوان بسته کافی است (با صدای زنگ آپارتمان قابل مقایسه است).

منبع تغذیه تثبیت شده است، با ولتاژ 9-15 ولت، با فیلتر خوب ولتاژ ریپل در سراسر خروجی. مصرف جریان در حالت آماده به کار (چند میکرو آمپر) ناچیز است و زمانی که امیتر HA1 به طور فعال کار می کند به 22-28 میلی آمپر افزایش می یابد. به دلیل خطر برق گرفتگی نمی توان از منبع بدون ترانسفورماتور استفاده کرد. خازن اکسید C2 به عنوان یک فیلتر منبع تغذیه اضافی عمل می کند، نوع آن K50-35 یا مشابه است، برای ولتاژ کاری نه کمتر از ولتاژ منبع تغذیه.

در حین بهره برداری از واحد، ویژگی های جالبی آشکار شد. ولتاژ تغذیه گره بر عملکرد آن تأثیر می گذارد: هنگامی که ولتاژ تغذیه به 15 ولت افزایش می یابد، فقط از یک سیم برق مسی بدون محافظ چند هسته ای معمولی با سطح مقطع 1-2 میلی متر و طول 1 متر به عنوان سیم استفاده می شود. آنتن سنسور؛ در این مورد، هیچ صفحه نمایش یا مقاومت R1 مورد نیاز نیست، سیم مسی الکتریکی مستقیماً به پایه های 1 و 2 عنصر DD1.1 متصل است. اثر مشابه است. هنگامی که فاز دوشاخه منبع تغذیه تغییر می کند، گره به طور فاجعه باری حساسیت خود را از دست می دهد و فقط می تواند به عنوان یک سنسور کار کند (به لمس E1 واکنش نشان می دهد). این برای هر مقدار ولتاژ منبع تغذیه در محدوده 9-15 ولت صادق است. بدیهی است که هدف دوم این مدار یک سنسور معمولی (یا سنسور-تریگر) است.

هنگام تکرار دستگاه باید این تفاوت های ظریف را در نظر گرفت. با این حال، در صورت اتصال صحیح، که در اینجا توضیح داده شده است، معلوم می شود که جزء مهمی از یک سیستم هشدار امنیتی است که ایمنی خانه را تضمین می کند و حتی قبل از وقوع یک وضعیت اضطراری به صاحبان هشدار می دهد.

عناصر به صورت فشرده روی یک تخته فایبرگلاس نصب می شوند. محفظه دستگاه هر ماده دی الکتریک (غیر رسانا) است. برای کنترل منبع تغذیه، دستگاه را می توان به یک LED نشانگر متصل به موازات منبع تغذیه مجهز کرد.

در صورت رعایت دقیق توصیه ها، نیازی به تنظیم نیست. اگر طول کابل محافظ، طول و مساحت آنتن سنسور E1 و تغییر ولتاژ تغذیه را آزمایش کنید، ممکن است لازم باشد مقاومت مقاومت R1 را در محدوده وسیعی تنظیم کنید - از 0.1 تا 100 MOhm. برای کاهش حساسیت، ظرفیت خازن C1 را افزایش دهید. اگر این نتیجه به ارمغان نیاورد، یک مقاومت ثابت با مقاومت 5-10 MOhm به موازات C1 متصل می شود.

برنج. 2.3. سنسور خازنی

خازن غیر قطبی C1 از نوع KM6 است. مقاومت ثابت R2—MLT-0.25. مقاومت R1 - نوع BC-0.5، BC-1. ترانزیستور VT1 برای تقویت سیگنال از خروجی عنصر DD1.2 ضروری است. بدون این ترانزیستور، کپسول HA1 صدای بلندی ندارد. ترانزیستور VT1 را می توان با KT503، KT940، KT603، KT801 با هر شاخص حرفی جایگزین کرد.

کپسول امیتر HA1 را می توان با یک مشابه با ژنراتور داخلی 34 و جریان کاری بیش از 50 میلی آمپر جایگزین کرد، به عنوان مثال FMQ-2015B، KRKH-1212V و موارد مشابه.

به لطف استفاده از یک کپسول با یک ژنراتور داخلی، این واحد جلوه جالبی از خود نشان می‌دهد: وقتی شخصی به سنسور-آنتن E1 نزدیک می‌شود، صدای کپسول یکنواخت است و زمانی که فرد دور می‌شود (یا به شخص نزدیک می‌شود). با شروع از فاصله 1.5 متری تا E1، کپسول یک صدای متناوب پایدار مطابق با تغییر سطح پتانسیل در خروجی عنصر DD1.2 تولید می کند. (یک اثر مشابه اساس اولین الکترونیکی را تشکیل داد ساز موسیقی- "ترمین".)

برای درک کامل تر از خواص سنسور خازنی، نویسنده توصیه می کند که با مواد آشنا شوید.

اگر از یک کپسول با یک ژنراتور AF داخلی، به عنوان مثال KRI-4332-12، به عنوان HA1 استفاده شود، در این صورت زمانی که فرد نسبتاً از سنسور آنتن دور باشد، صدا شبیه آژیر خواهد بود و در حداکثر نزدیک شدن، یک سیگنال متناوب

برخی از معایب دستگاه را می توان عدم انتخاب پذیری (سیستم تشخیص "دوست/دشمن") در نظر گرفت، بنابراین گره نزدیک شدن هر شخصی را به E1، از جمله صاحب آپارتمانی که به خانه رفته است، نشان می دهد. نان بخر اساس عملکرد دستگاه تداخل الکتریکی و تغییر در ظرفیت خازن است که در مناطق مسکونی بزرگ با شبکه توسعه یافته ارتباطات الکتریکی استفاده می شود. بدیهی است که این دستگاه در جنگل، مزرعه و هر جایی که ارتباطات الکتریکی وجود ندارد، بی فایده خواهد بود.

طرح های Kashkarov A.P. 500 برای آماتورهای رادیویی. سنسورهای الکترونیکی

استفاده از ولتاژ جریان متناوب در هادی های مجاور باعث تجمع از راه دور بارهای مثبت و منفی روی آنها می شود. آنها یک میدان الکترومغناطیسی متغیر ایجاد می کنند که به بسیاری حساس است عوامل خارجی، اول از همه، به فاصله بین هادی ها. از این ویژگی می توان برای ایجاد حسگرهای خازنی مناسب که قادر به کنترل عملیات هستند استفاده کرد سیستم های مختلفکنترل و ردیابی

کاربردهای ولتاژ علامت متفاوتطبق قانون آمپر باعث حرکت رسانایی می شود که ذرات الکتریکی روی آنها قرار دارند. در این مورد، وجود دارد AC، که قابل تشخیص است. مقدار جریان جاری توسط ظرفیت خازن تعیین می شود که به نوبه خود به مساحت هادی ها و فاصله بین آنها بستگی دارد. اجسام بزرگتر و نزدیکتر جریان بیشتری نسبت به اجسام کوچکتر و دورتر تولید می کنند.

ظرفیت با پارامترهای زیر تعیین می شود:

• ماهیت محیط دی الکتریک غیر رسانا که بین هادی ها قرار دارد.
• اندازه هادی
• قدرت فعلی

یک جفت از این سطوح صفحات یک خازن ساده را تشکیل می دهند که ظرفیت آن با مساحت و ثابت دی الکتریک محیط کار نسبت مستقیم و با فاصله بین صفحات نسبت معکوس دارد. اگر ابعاد صفحات و ترکیب محیط کاری بین آنها ثابت باشد، هرگونه تغییر ظرفیت نتیجه تغییر فاصله بین دو جسم خواهد بود: کاوشگر (حسگر) و هدف ردیابی شده. فقط کافی است تغییرات خازن را به مقادیر متمرکز تبدیل کنید. ولتاژ الکتریکی، که اقدامات بعدی دستگاه را کنترل می کند. بنابراین، این دستگاه‌ها برای تعیین فاصله متغیر بین اجسام و همچنین برای شفاف‌سازی ماهیت و کیفیت سطح محصولات مورد اندازه‌گیری طراحی شده‌اند.

اصل عملکرد سنسور خازنی

از نظر ساختاری، چنین دستگاهی شامل موارد زیر است:

• منبع تشکیل ولتاژ مرجع
• مدار اولیه یک پروب است که سطح و ابعاد آن با هدف اندازه گیری تعیین می شود.
• مدار ثانویه ای که سیگنال الکتریکی لازم را تولید می کند.
• مدار محافظی که ثبات قرائت سنسور را بدون توجه به عوامل مزاحم خارجی تضمین می کند.
• تقویت کننده الکترونیکی که درایور آن یک سیگنال کنترل قوی به محرک ها تولید می کند و عملکرد دقیق را تضمین می کند.

سنسورهای خازنی به دو دسته تک کاناله و چند کاناله تقسیم می شوند. در مورد دوم، دستگاه ممکن است شامل چندین مورد از مدارهای توصیف شده در بالا باشد اشکال مختلفکاوشگرها

درایور الکترونیک را می توان به عنوان یک Master یا Slave پیکربندی کرد. در نسخه اول، همگام سازی سیگنال های کنترل را فراهم می کند، بنابراین در درجه اول در سیستم های چند کاناله استفاده می شود. همه دستگاه ها به لمس حساس هستند و منحصراً به پارامترهای غیر تماسی واکنش نشان می دهند.

مشخصات اصلی دستگاه های مورد نظر عبارتند از:

• ابعاد و ماهیت هدف - جسم صدا. به ویژه ایجاد می کند میدان الکتریکیباید شکل مخروطی داشته باشد که برای آن ابعاد کلیباید حداقل 30٪ بزرگتر از ابعاد مربوط به زنجیره اولیه باشد.
• محدوده اندازه گیری حداکثر شکافی که در آن خوانش های دستگاه دقت لازم را می دهد حدود 40 درصد است منطقه قابل استفادهزنجیره اولیه؛
• دقت اندازه گیری کالیبره کردن قرائت ها معمولاً دامنه را کاهش می دهد اما دقت را بهبود می بخشد. بنابراین، هر چه سنسور کوچکتر باشد، باید به جسم کنترل شده نزدیکتر نصب شود.

ویژگی های سنسورها به مواد جسم و همچنین ضخامت آن بستگی ندارد

چگونه یک خازن به سنسور تبدیل می شود

در این صورت علت و معلول معکوس می شود. هنگامی که ولتاژ به یک هادی اعمال می شود، یک میدان الکتریکی در هر سطح ایجاد می شود. در حسگر خازنی، ولتاژ اندازه گیری به ناحیه حساس پروب اعمال می شود و برای اندازه گیری دقیق، میدان الکتریکی ناحیه کاوش شده باید دقیقاً در فضای بین پروب و هدف قرار گیرد.

برخلاف خازن‌های معمولی، زمانی که حسگرهای خازنی کار می‌کنند، میدان الکتریکی می‌تواند به اجسام دیگر (یا به نواحی جداگانه‌ای از آنها) گسترش یابد. نتیجه این خواهد بود که سیستم چنین میدان ترکیبی را به عنوان چندین هدف شناسایی خواهد کرد. برای جلوگیری از این اتفاق، پشت و کناره های ناحیه حساس توسط هادی دیگری احاطه شده است که در همان ولتاژ خود ناحیه حساس حفظ می شود.

هنگامی که یک ولتاژ منبع تغذیه اعمال می شود، یک مدار جداگانه دقیقا همان ولتاژ را برای محافظت از سنسور تامین می کند. اگر تفاوتی در مقادیر ولتاژ بین منطقه حساس و ناحیه محافظ وجود نداشته باشد، هیچ میدان الکتریکی بین آنها وجود ندارد. بنابراین، سیگنال اصلی فقط می تواند از لبه محافظت نشده مدار اولیه بیاید.

بر خلاف خازن، عمل حسگر خازنی تحت تأثیر چگالی مواد جسم قرار می گیرد، زیرا این امر یکنواختی میدان الکتریکی تولید شده را مختل می کند.

مشکلات اندازه گیری

برای اشیاء پیکربندی پیچیدهدستیابی به دقت مورد نیاز در صورت رعایت تعدادی از شرایط امکان پذیر است. به عنوان مثال، در سنجش چند کاناله، ولتاژ درایو برای هر پروب باید هماهنگ باشد، در غیر این صورت پروب ها با یکدیگر تداخل خواهند داشت: یک پروب سعی می کند میدان الکتریکی را افزایش دهد، در حالی که دیگری سعی می کند آن را کاهش دهد، در نتیجه قرائت های نادرست می دهد. بنابراین، یک شرط محدود کننده قابل توجه این است که اندازه گیری ها در شرایط مشابهی انجام شود که حسگر در سازنده کالیبره شده است. اگر سیگنال را با تغییر فاصله بین کاوشگر و هدف ارزیابی کنید، تمام پارامترهای دیگر باید مقادیر ثابتی داشته باشند.

با استفاده از تکنیک های زیر می توان بر این مشکلات غلبه کرد:

• بهینه سازی اندازه جسم اندازه گیری شده: هرچه هدف کوچکتر باشد، احتمال گسترش حساسیت میدان به طرفین بیشتر است و در نتیجه خطای اندازه گیری افزایش می یابد.
• انجام کالیبراسیون فقط روی یک هدف با ابعاد صاف.
• کاهش سرعت اسکن هدف که در نتیجه تغییرات در ماهیت سطح تأثیری بر قرائت نهایی نخواهد داشت.
• در طول کالیبراسیون، کاوشگر باید در فاصله مساوی با سطح هدف قرار گیرد (موازی برای سطوح مسطح) این برای سنسورهای با حساسیت بالا مهم است.
• ایالت محیط خارجی: اکثر سنسورهای خازنی لمسی در محدوده دمایی 22…35 0 درجه سانتیگراد به طور پایدار کار می کنند: در این حالت خطاها حداقل هستند.
  معتبر هستند و از 0.5٪ مقیاس اندازه گیری کامل تجاوز نمی کنند.

با این حال، مشکلاتی وجود دارد که نمی توان آنها را از بین برد. اینها شامل عامل انبساط/انقباض حرارتی مواد، هم حسگر و هم جسم کنترل شده است. عامل دوم نویز الکتریکی سنسور است که در اثر رانش در ولتاژ درایور دستگاه ایجاد می شود.

نمودار بلوک عملیات

در حالی که مستقیماً جهت دار نیست، یک حسگر خازنی مقداری ظرفیت را از اجسامی که دائماً در محیط وجود دارند اندازه گیری می کند. بنابراین، اجسام ناشناخته توسط او به عنوان افزایش این ظرفیت پس زمینه شناسایی می شوند. به طور قابل توجهی بزرگتر از ظرفیت جسم است و دائماً در حال تغییر اندازه است. بنابراین، دستگاه های مورد نظر برای تشخیص تغییرات در محیط به جای تشخیص وجود یا عدم حضور مطلق یک شی ناشناخته استفاده می شوند.

هنگامی که هدف به کاوشگر نزدیک می شود، مقدار بار الکتریکییا تغییرات خازن که توسط قسمت الکترونیکی سنسور ثبت می شود. نتیجه را می توان روی صفحه نمایش یا پنل لمسی نمایش داد.

برای انجام اندازه گیری، دستگاه با یک کنترلر لمسی به یک برد مدار چاپی متصل می شود. سنسورها مجهز به دکمه های کنترلی هستند. که می تواند برای کار همزمان چندین پروب استفاده شود.

صفحه نمایش های لمسی از حسگرهایی با الکترودهایی که در ردیف ها و ستون ها چیده شده اند استفاده می کنند. آنها یا در طرف مقابل پانل اصلی قرار دارند یا در پانل های جداگانه ای که توسط عناصر دی الکتریک از هم جدا شده اند. کنترلر بین پروب های مختلف چرخش می کند تا ابتدا تعیین کند که کدام ردیف (جهت Y) و سپس کدام ستون (جهت X) لمس می شود. پروب ها اغلب از پلاستیک شفاف ساخته می شوند که محتوای اطلاعات نتیجه اندازه گیری را افزایش می دهد.

استفاده از فیلترهای LC

یک رابط آنالوگ تخصصی سیگنال سنسور خازنی را به یک مقدار دیجیتال مناسب برای پردازش بیشتر تبدیل می کند. این به طور دوره ای خروجی سنسور را اندازه گیری می کند و یک سیگنال تحریک برای شارژ صفحه سنسور تولید می کند. نرخ نمونه برداری در خروجی سنسور نسبتا کم است، کمتر از 500 نمونه در ثانیه، اما وضوح تبدیل A/D برای ثبت تفاوت های کوچک در ظرفیت ضروری است.

در یک دستگاه حسگر خازنی، یک شکل موج تحریک پلکانی، الکترود حسگر را شارژ می کند. پس از آن، شارژ به مدار منتقل شده و توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال اندازه گیری می شود.

یکی از مشکلات حسگر خازنی (همانطور که قبلا ذکر شد) وجود نویز خارجی است. به روشی کارآمدبرای بهبود ایمنی نویز، سنسور را با اتصال یک قطعه حساس به فرکانس اصلاح کنید. علاوه بر عنصر خازن متغیر، یک خازن و سلف اضافی به سنسور اضافه می شود تا یک مدار تشدید ایجاد کند. پاسخ باند باریک آن به آن اجازه می دهد تا نویز الکتریکی را سرکوب کند. با وجود سادگی مدار LC، وجود آن تعدادی از مزایای عملیاتی را فراهم می کند. اول، به دلیل ویژگی های باند باریک ذاتی، تشدید کننده LC ایمنی عالی در برابر تداخل الکترومغناطیسی ایجاد می کند. دوم، اگر محدوده فرکانسی که در آن نویز وجود دارد مشخص باشد، تغییر فرکانس کاری سنسور می تواند این منابع نویز را بدون نیاز به مدار خارجی فیلتر کند.

فیلترهای LC بیشتر در سنسورهای چند کاناله استفاده می شوند

زمینه های کاربردی

این دستگاه ها برای اهداف زیر استفاده می شوند:

• برای تشخیص پلاستیک و سایر عایق ها.
• در سیستم های هشدار، هنگام ایجاد واقعیت حرکت در یک منطقه کنترل شده.
• به عنوان یک جزء دستگاه های امنیتیماشین ها
• برای تعیین تمیزی سطح مواد پس از ماشین کاری.
• به منظور تعیین سطح محیط کار مایع یا گاز در مخازن بسته.
• هنگام نصب سیستم های روشن/خاموش خودکار لامپ ها.

در تمام موارد، سنسورهای خازنی مشمول کالیبراسیون اجباری در کارخانه یا سایر شرایط تخصصی هستند.

نمودارهای خودتان را انجام دهید

برای سازماندهی کنترل لمسی، یک حسگر خازنی را می توان به راحتی بر اساس یک خازن و یک جفت مقاومت ایجاد کرد. وقتی سیم ها را لمس می کنید، یک بار الکتریکی جمع می شود که با تنظیم مقدار آن می توانید زمان شارژ/دشارژ را تغییر دهید. از این طرح می توان برای کنترل استفاده کرد چراغ رومیزییا لامپ دیگر مدار باید حاوی یک مقایسه کننده الکترونیکی باشد که زمان شارژ خازن را با مقدار مرجع (آستانه) مقایسه کرده و سیگنال کنترل مربوطه را صادر می کند.

مدارهای الکترونیکی با کنترل لمسی نسبت به مدارهای سنتی تعامل بیشتری برای کاربر دارند و بنابراین می توانند به طور موثر برای اهداف سوئیچینگ برق مورد استفاده قرار گیرند. ظرفیت خازن سطح حساسیت را تعیین می کند: با افزایش ظرفیت خازن، حساسیت افزایش می یابد، اما برای تغذیه دستگاه به قدرت بیشتر و زمان پاسخ کوتاه تری نیاز است. برای نشان دادن، می توانید از یک LED معمولی استفاده کنید.

حسگرهای مجاورت خازنی، اولتراسونیک و نوری هستند. نویسنده Instrictables با نام مستعار Electro maker یک سنسور مجاورت نوری ساده را ارائه کرد. این ناخوشایند است فقط به این دلیل که جریان از طریق LED مادون قرمز به هیچ وجه مدوله نمی شود و بر این اساس، فتودیود به تابش مداوم واکنش نشان می دهد و نیاز به محافظت از سایر منابع نور (به عنوان مثال، با یک لوله) دارد. نمودار دستگاه در زیر نشان داده شده است:

استاد اجزایی را برای کارهای خانگی انتخاب می کند. LED مادون قرمز و فوتودیود:

مقاومت های ثابت:

مقاومت تریمر:

تقویت کننده عملیاتی LM358:

LED قابل مشاهده:

تراشه پانل (اختیاری):

به جای LED، می توانید یک توییتر را با یک ژنراتور داخلی وصل کنید، سپس مقاومت مربوطه غیر ضروری می شود:

در صورتی که یک ژنراتور فرکانس صوتی خارجی را با دست خود جمع کنید، یک توییتر بدون ژنراتور داخلی نیز مناسب است. فضای کافی در چنین تخته نان تخته ای وجود دارد:

اگر چندین Fix Prices را دور زده‌اید، و همه آنها ماشین‌های حرکت دائمی ندارند، باید از یک منبع تغذیه ساده‌تر استفاده کنید:

با نصب قطعات روی برد، استاد آنها را مطابق نمودار لحیم کاری وصل می کند:

فتودیود و هر دو LED و همچنین باتری (یا منبع تغذیه) باید در قطبیت نشان داده شده در نمودار وصل شوند، ریز مدار باید به درستی جهت گیری شود. توسعه دهنده با یک LED مادون قرمز شفاف و یک فتودیود سیاه مواجه شد، اما برعکس هم اتفاق می افتد. یک باتری، یک مقاومت و هر گوشی با دوربین به شما کمک می کند تا مشخص کنید کدام یک کدام است.

فتودیود و مقاومت 10 کیلو اهم یک تقسیم کننده ولتاژ را تشکیل می دهند. هنگامی که توسط یک فتودیود روشن می شود پرتوهای مادون قرمز، برای مثال از یک عقربه منعکس می شود، ولتاژ در نقطه اتصال تقویت کننده عملیاتی به تقسیم کننده افزایش می یابد. Op-amp به گونه ای متصل شده است که به عنوان یک مقایسه عمل می کند. ولتاژ حاصل از تقسیم کننده را با ولتاژی که از تماس متحرک مقاومت تریمر می آید مقایسه می کند. به این ترتیب، می توانید آستانه پاسخ سنسور را از یک سو، حذف آلارم های کاذب، و از سوی دیگر، اطمینان از تشخیص نزدیکی قابل اعتماد تنظیم کنید.

پس از تنظیم آستانه پاسخ، تکنسین عملکرد سنسور را بررسی می کند.

سنسور خازنی یکی از انواع سنسورهای غیر تماسی است که اصل عملکرد آن بر اساس تغییر در ثابت دی الکتریک محیط بین دو صفحه خازن است. یک صفحه یک مدار حسگر لمسی به شکل صفحه یا سیم فلزی است و دومی یک ماده رسانای الکتریکی است، به عنوان مثال، فلز، آب یا بدن انسان.

هنگام توسعه سیستمی برای روشن کردن خودکار منبع آب به توالت برای یک بیده، استفاده از یک سنسور حضور خازنی و سوئیچ بسیار قابل اعتماد، مقاوم در برابر تغییرات دمای خارجی، رطوبت، گرد و غبار و ولتاژ منبع ضروری شد. همچنین می‌خواستم نیازی به لمس کنترل‌های سیستم را از بین ببرم. الزامات ارائه شده فقط می تواند توسط مدارهای حسگر لمسی که بر اساس اصل تغییر ظرفیت خازنی کار می کنند برآورده شود. من نتوانستم طرح آماده ای پیدا کنم که شرایط لازم را برآورده کند، بنابراین مجبور شدم خودم آن را توسعه دهم.

نتیجه یک حسگر لمسی خازنی جهانی است که نیازی به پیکربندی ندارد و به نزدیک شدن اجسام رسانای الکتریکی، از جمله یک فرد، در فاصله تا 5 سانتی متر پاسخ می دهد. دامنه کاربرد سنسور لمسی پیشنهادی محدود نیست. می توان از آن برای روشن کردن روشنایی، سیستم های هشدار امنیتی، تعیین سطح آب و در بسیاری موارد دیگر استفاده کرد.

نمودارهای مدار الکتریکی

برای کنترل آب در بیدی توالت، دو سنسور لمسی خازنی مورد نیاز بود. یک سنسور باید مستقیماً روی توالت نصب می شد و در صورت عدم وجود یک سیگنال منطقی یک سیگنال منطقی تولید می کرد. دومین حسگر خازنی قرار بود به عنوان سوئیچ آب عمل کند و در یکی از دو حالت منطقی قرار گیرد.

هنگامی که عقربه به سنسور آورده شد، سنسور باید حالت منطقی را در خروجی تغییر می داد - از حالت یک اولیه به حالت صفر منطقی، زمانی که دست دوباره لمس شد، از حالت صفر به حالت منطقی یک. و به همین ترتیب ad infinitum، تا زمانی که سوئیچ لمسی یک سیگنال فعال کننده صفر منطقی را از سنسور حضور دریافت کند.

مدار حسگر لمسی خازنی

اساس مدار حسگر حضور حسگر خازنی یک مولد پالس مستطیلی اصلی است که مطابق با طرح کلاسیکروی دو عنصر منطقی ریزمدار D1.1 و D1.2. فرکانس ژنراتور با درجه بندی عناصر R1 و C1 تعیین می شود و حدود 50 کیلوهرتز انتخاب می شود. مقدار فرکانس عملاً هیچ تأثیری بر عملکرد سنسور خازنی ندارد. فرکانس را از 20 به 200 کیلوهرتز تغییر دادم و از نظر ظاهری هیچ تأثیری در عملکرد دستگاه مشاهده نکردم.

از پایه 4 تراشه D1.2 شکل مستطیلیاز طریق مقاومت R2 به ورودی های 8، 9 ریزمدار D1.3 و از طریق مقاومت متغیر R3 به ورودی های 12،13 از D1.4 می رود. سیگنال به ورودی تراشه D1.3 با تغییر جزئی در شیب جلوی پالس به دلیل سنسور نصب شده که یک تکه سیم یا یک صفحه فلزی است می رسد. در ورودی D1.4، به دلیل خازن C2، جلو برای مدت زمان مورد نیاز برای شارژ مجدد تغییر می کند. به لطف وجود مقاومت اصلاح کننده R3، می توان لبه پالس را در ورودی D1.4 برابر با لبه پالس در ورودی D1.3 تنظیم کرد.

اگر دست یا جسم فلزی خود را به آنتن (سنسور لمسی) نزدیک کنید، ظرفیت ورودی ریزمدار DD1.3 افزایش می‌یابد و جلوی پالس ورودی نسبت به جلوی پالس به تأخیر می‌افتد. در ورودی DD1.4. برای "گرفتن" این تاخیر، پالس های معکوس به تراشه DD2.1 که یک فلیپ فلاپ D است که به شرح زیر عمل می کند، تغذیه می شود. در امتداد لبه مثبت پالس که به ورودی ریزمدار C می رسد، سیگنالی که در آن لحظه در ورودی D بود به خروجی ماشه مخابره می شود، در نتیجه، اگر سیگنال در ورودی D تغییر نکند، پالس های دریافتی در ورودی D ارسال می شود ورودی شمارش C بر سطح سیگنال خروجی تأثیر نمی گذارد. این خاصیت ماشه D ساخت یک سنسور لمسی خازنی ساده را ممکن کرد.

هنگامی که ظرفیت آنتن، به دلیل نزدیک شدن بدن انسان به آن، در ورودی DD1.3 افزایش می یابد، پالس به تاخیر می افتد و این باعث رفع ماشه D و تغییر حالت خروجی آن می شود. LED HL1 برای نشان دادن وجود ولتاژ تغذیه و LED HL2 برای نشان دادن نزدیکی به سنسور لمسی استفاده می شود.

مدار سوئیچ لمسی

از مدار حسگر لمسی خازنی نیز می توان برای کار با سوئیچ لمسی استفاده کرد، اما با کمی تغییر، زیرا نه تنها باید به نزدیک شدن بدن فرد پاسخ دهد، بلکه پس از برداشتن دست نیز در حالت ثابت باقی می ماند. برای حل این مشکل، مجبور شدیم یک ماشه D دیگر به نام DD2.2 را به خروجی حسگر لمسی اضافه کنیم که با استفاده از یک تقسیم کننده به دو مدار متصل شده است.

مدار حسگر خازنی کمی اصلاح شده است. برای از بین بردن مثبت کاذب، از آنجایی که فرد می تواند به آرامی دست خود را بیاورد و بردارد، به دلیل وجود تداخل، سنسور می تواند چندین پالس را به ورودی شمارش D ماشه ارسال کند و الگوریتم عملیاتی مورد نیاز سوئیچ را نقض کند. بنابراین، یک زنجیره RC از عناصر R4 و C5 اضافه شد که برای مدت کوتاهی توانایی تغییر ماشه D را مسدود کرد.

ماشه DD2.2 به همان روش DD2.1 کار می کند، اما سیگنال ورودی D نه از عناصر دیگر، بلکه از خروجی معکوس DD2.2 تامین می شود. در نتیجه، در امتداد لبه مثبت پالس که به ورودی C می رسد، سیگنال در ورودی D به سمت مخالف تغییر می کند. به عنوان مثال، اگر در حالت اولیه یک صفر منطقی در پایه 13 وجود داشت، با یک بار بالا بردن دست خود به سمت سنسور، ماشه تغییر می کند و یک منطقی روی پایه 13 تنظیم می شود. دفعه بعد که با سنسور تعامل کردید، پین 13 دوباره روی صفر منطقی تنظیم می شود.

برای مسدود کردن سوئیچ در غیاب فردی در توالت، یک واحد منطقی از سنسور به ورودی R ارائه می شود (تنظیم صفر در خروجی ماشه، بدون توجه به سیگنال های موجود در سایر ورودی های آن). یک صفر منطقی در خروجی سوئیچ خازنی تنظیم شده است که از طریق مهار به پایه ترانزیستور کلید برای روشن کردن شیر برقی در واحد قدرت و سوئیچینگ عرضه می شود.

مقاومت R6 در صورت عدم وجود سیگنال مسدود کننده از سنسور خازنی در صورت خرابی آن یا شکستن سیم کنترل، ماشه را در ورودی R مسدود می کند و در نتیجه امکان تامین آب خود به خود در بیده را از بین می برد. خازن C6 ورودی R را از تداخل محافظت می کند. LED HL3 برای نشان دادن میزان آب موجود در بیده عمل می کند.

طراحی و جزئیات حسگرهای لمسی خازنی

هنگامی که من شروع به توسعه یک سیستم حسگر برای تامین آب در یک بید کردم، به نظرم سخت ترین کار توسعه یک سنسور اشغال خازنی بود. این به دلیل تعدادی محدودیت نصب و راه اندازی بود. من نمی خواستم سنسور به طور مکانیکی به درب توالت وصل شود، زیرا باید به طور دوره ای برای شستشو برداشته شود و تداخلی با آن ایجاد نمی کند. ضد عفونی کردنخود توالت به همین دلیل است که یک ظرف را به عنوان عنصر واکنش انتخاب کردم.

سنسور حضور

بر اساس نمودار منتشر شده در بالا، یک نمونه اولیه ساختم. قطعات حسگر خازنی روی یک برد مدار چاپی مونتاژ می شوند و برد در یک جعبه پلاستیکی قرار می گیرد و با یک درب بسته می شود. برای اتصال آنتن، یک کانکتور تک پین در کیس نصب شده است. برد مدار چاپی با لحیم کاری به کانکتورها متصل می شود هادی های مسیدر عایق فلوئوروپلاستیک

سنسور لمسی خازنی روی دو ریز مدار سری KR561 LE5 و TM2 مونتاژ شده است. به جای ریز مدار KR561LE5، می توانید از KR561LA7 استفاده کنید. ریز مدارهای سری 176 و آنالوگ های وارداتی نیز مناسب هستند. مقاومت ها، خازن ها و ال ای دی ها برای هر نوع مناسب هستند. خازن C2، برای عملکرد پایدار سنسور خازنی هنگام کار در شرایط نوسانات دما زیاد محیط زیستباید با یک TKE کوچک مصرف شود.

سنسور زیر سکوی توالتی که روی آن نصب شده است نصب می شود مخزندر محلی که در صورت نشتی از مخزن، آب نمی تواند وارد شود. بدنه حسگر با استفاده از نوار دو طرفه به توالت چسبانده شده است.

سنسور آنتن سنسور خازنی یک قطعه مسی است سیم رشتهبه طول 35 سانتی متر عایق شده با فلوروپلاستیک، با چسب نواری شفاف به دیواره بیرونی کاسه توالت یک سانتی متر زیر سطح لیوان چسبانده شده است. سنسور در عکس به وضوح قابل مشاهده است.

برای تنظیم حساسیت سنسور لمسی، پس از نصب آن بر روی توالت، مقاومت مقاومت پیرایش R3 را تغییر دهید تا LED HL2 خاموش شود. بعد، دست خود را روی درب توالت بالای محل سنسور قرار دهید، LED HL2 باید روشن شود، اگر دست خود را بردارید، باید خاموش شود. از آنجایی که ران انسان توسط جرم دست های بیشتر، سپس در حین کار، حسگر لمسی، پس از چنین تنظیمی، تضمین می شود که کار کند.

طراحی و جزئیات سوئیچ لمسی خازنی

مدار سوئیچ لمسی خازنی قطعات بیشتری دارد و برای قرار دادن آنها به محفظه بزرگتری نیاز بود و به دلایل زیبایی شناختی، ظاهرمحفظه ای که سنسور حضور در آن قرار داشت برای نصب در مکانی قابل مشاهده چندان مناسب نبود. پریز دیواری rj-11 برای اتصال تلفن مورد توجه قرار گرفت. اندازه مناسبی داشت و ظاهر خوبی داشت. با حذف همه چیز غیر ضروری از سوکت، یک برد مدار چاپی برای یک سوئیچ لمسی خازنی در آن قرار دادم.

برای ایمن سازی برد مدار چاپییک پایه کوتاه در پایه کیس نصب شد و یک برد مدار چاپی با قطعات سوئیچ لمسی با استفاده از یک پیچ به آن پیچ شد.

سنسور خازنی با چسباندن یک ورق برنجی به پایین روکش سوکت با چسب Moment ساخته شد و قبلاً پنجره ای را برای LED های موجود در آنها بریده بود. هنگام بستن درب، فنر (که از یک فندک سیلیکونی گرفته شده است) با ورق برنجی تماس پیدا می کند و بنابراین تماس الکتریکی بین مدار و سنسور را تضمین می کند.

سوئیچ لمسی خازنی با استفاده از یک پیچ خودکار روی دیوار نصب می شود. برای این منظور یک سوراخ در محفظه در نظر گرفته شده است. سپس برد و کانکتور نصب شده و پوشش با چفت محکم می شود.

راه اندازی یک سوئیچ خازنی عملاً با راه اندازی سنسور حضور که در بالا توضیح داده شد تفاوتی ندارد. برای پیکربندی، باید ولتاژ منبع تغذیه را اعمال کنید و مقاومت را طوری تنظیم کنید که LED HL2 وقتی دستی به سنسور می‌آید روشن شود و با برداشتن آن خاموش شود. در مرحله بعد، باید سنسور لمسی را فعال کنید و دست خود را به سمت سنسور سوئیچ حرکت دهید و بردارید. LED HL2 باید چشمک بزند و LED قرمز HL3 باید روشن شود. هنگامی که دست برداشته می شود، LED قرمز باید روشن بماند. هنگامی که دوباره دست خود را بالا می آورید یا بدن خود را از سنسور دور می کنید، LED HL3 باید خاموش شود، یعنی منبع آب را در بیده خاموش کنید.

PCB جهانی

سنسورهای خازنی ارائه شده در بالا بر روی بردهای مدار چاپی مونتاژ شده اند، کمی متفاوت از برد مدار چاپی نشان داده شده در عکس زیر. این به دلیل ترکیب هر دو برد مدار چاپی در یک برد جهانی است. اگر یک سوئیچ لمسی مونتاژ می کنید، فقط باید قطعه شماره 2 را برش دهید. اگر یک سنسور حضور لمسی مونتاژ می کنید، آهنگ شماره 1 حذف می شود و همه عناصر نصب نمی شوند.

عناصر لازم برای عملکرد سوئیچ لمسی، اما تداخل در عملکرد سنسور حضور، R4، C5، R6، C6، HL2 و R4، نصب نشده اند. به جای R4 و C6، جامپرهای سیمی لحیم می شوند. زنجیره R4، C5 را می توان رها کرد. تاثیری در کار نخواهد داشت.

در زیر نقشه ای از یک برد مدار چاپی برای خنجر کردن با استفاده از روش حرارتی اعمال آهنگ بر روی فویل آورده شده است.

کافی است طرح را روی کاغذ گلاسه یا کاغذ ردیابی چاپ کنید و قالب برای ساخت برد مدار چاپی آماده است.

عملکرد بدون مشکل سنسورهای خازنی برای سیستم کنترل لمسی برای تامین آب در یک بیده در عمل طی سه سال کار مداوم تایید شده است. هیچ نقصی ثبت نشده است.

با این حال، می خواهم توجه داشته باشم که مدار به نویز ضربه ای قدرتمند حساس است. ایمیلی دریافت کردم که برای تنظیم آن کمک می خواهد. معلوم شد که در حین اشکال زدایی مدار یک آهن لحیم کاری با یک کنترل کننده دمای تریستور در نزدیکی آن وجود دارد. پس از خاموش شدن هویه لحیم کاری مدار شروع به کار کرد.

چنین مورد دیگری نیز وجود داشت. سنسور خازنی در یک لامپ نصب شده بود که به همان خروجی یخچال متصل بود. وقتی روشن شد، چراغ روشن شد و وقتی دوباره خاموش شد. با اتصال لامپ به پریز دیگر مشکل حل شد.

نامه ای در مورد استفاده موفقیت آمیز از مدار حسگر خازنی توصیف شده برای تنظیم سطح آب در یک مخزن ذخیره پلاستیکی دریافت کردم. در قسمت های پایین و بالایی یک سنسور چسبانده شده با سیلیکون وجود داشت که روشن و خاموش شدن پمپ الکتریکی را کنترل می کرد.